4. Теплопроводность при фильтрации воздуха
Фильтрирующийся
через ограждение воздух, очевидно будет
изменять температуру внутри конструкции.
Условная картина такого изменения в
однородном однослойном ограждении,
вычерченном в масштабе термических
сопротивлений представлена на рис. 7.4.
τв эксфильтрация
инфильтрация τн
Рис. 7.4 – Схема
распределения температур в толще
ограждения при инфильтрации и
эксфильтрации воздуха
При отсутствии
фильтрации через ограждение согласно
закону Фурье проходит количество тепла
,
а изменение количества тепла может быть
представлено как
. (7.15)
Если считать,
что изменение происходит из-за затрат
тепла на согревание фильтрирующегося
воздуха на величину dt,
то можно записать
. (7.16)
Приравняв, правые части в формулах
(7.15) и (7.16), получим
= 0. (7.17)
Здесь с
– удельная
теплоемкость воздуха, Дж/(кг∙оС).
Количество фильтрирующегося воздуха
может быть найдено как
,
кг/м2.
Для изображенного на рис. 7.4 ограждения
уравнение (7.17) имеет вид
. (7.18)
Решение данного
дифференциального уравнения позволяет
найти температуру (τх)
на расстоянии х
от внутренней поверхности (если известно
общее сопротивление Ro
и термическое
сопротивление Rx)
по формуле
. (7.19)
Сопротивление
теплопередаче с учетом инфильтрации,
,
находится как
. (7.20)
В некоторых
случаях сопротивление теплопередачи
за счет инфильтрации может быть снижено
на 10 – 20%, что указывает на важность
такого рода проверочного расчета.